JP5430216B2 - Cart side movement restriction device - Google Patents
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Description
本発明は、台車横移動規制装置に関し、詳しくは、地震、突風等で鉄道車両が脱線したときの台車の横移動を規制することによって二次災害の発生防止を図る台車横移動規制装置に関する。 The present invention relates to a cart lateral movement regulating device, and more particularly to a cart lateral movement regulating device that prevents the occurrence of a secondary disaster by regulating the lateral movement of a cart when a railway vehicle derails due to an earthquake, a gust of wind, or the like.
地震や突風等の天災によって鉄道車両が横荷重を受けたときに脱線を防止する目的で、レールの内側に沿って脱線防止ガードが設けられている。しかし、不幸にしてこの脱線防止ガードを越えて脱線したときに、車両を枕木のある道床や路盤等の上を走行するように案内する装置として、レールの内側に沿って脱線防止ガードを設けるとともに、台車の車輪より内側位置に下方に向かって突出するストッパを設け、脱線時にストッパが脱線防止ガードの内側面に摺接して台車の横移動を規制する装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 A derailment prevention guard is provided along the inside of the rail for the purpose of preventing derailment when the railway vehicle receives a lateral load due to a natural disaster such as an earthquake or a gust of wind. However, as a device that guides the vehicle to travel on a roadbed or roadbed with sleepers when it derails beyond this derailment guard, it is provided with a derailment guard along the inside of the rail. A device has been proposed in which a stopper that protrudes downward is provided at an inner position from the wheel of the carriage, and the lateral movement of the carriage is regulated by sliding the stopper against the inner surface of the derailment prevention guard at the time of derailment. 1).
特許文献1に記載された台車横移動規制装置においても、脱線時に台車の横移動を規制することはできるが、脱線防止ガードの継目でストッパに大きな衝撃が加わることがあり、ストッパだけでなく、台車や車体などに大きな負荷が掛かるおそれがある。この脱線防止ガードの継目は、脱線防止ガードの保守の面から無くすことは難しいため、ストッパ側で対策をとることが必要である。
Even in the cart lateral movement regulating device described in
そこで本発明は、脱線時に台車横移動規制装置が作動しているときにストッパに大きな衝撃が加わることを防止できる台車横移動規制装置を提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a cart lateral movement regulating device that can prevent a large impact from being applied to the stopper when the cart lateral movement regulating device is operating during derailment.
上記目的を達成するため、本発明の台車横移動規制装置は、左右一対のレール上を走行する車両が脱線したときの台車の横移動を規制するため、前記レールの内側に沿って脱線防止ガードを設けるとともに、前記台車の車輪より内側位置から下方に向かって突出し、脱線時に前記脱線防止ガードの内側面に摺接して台車の横移動を規制するストッパを設けた台車横移動規制装置において、前記ストッパは、前記脱線防止ガードの内側面に摺接する摺接面を有する摺接部と、該摺接部の前部及び後部にそれぞれ突出して先端が前記脱線防止ガードの内側面から離れる方向に傾斜し、基部が前記摺接面に連続したガイド斜面を有するガイド部と、前記摺接部の上部両側に、前記摺接面が前記脱線防止ガードの内側面に摺接したときに、前記脱線防止ガードの上面に摺接して台車の下方への移動を規制する台車支持面を有する台車支持部とを備え、前記台車支持部は、該台車支持部の前部及び後部にそれぞれ突出して先端が前記脱線防止ガードの上面から離れる方向に傾斜し、基部が前記台車支持面に連続した下向きガイド斜面を有する下向きガイド部を備えていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the cart lateral movement regulating device of the present invention is configured to prevent the derailment prevention guard along the inside of the rail in order to regulate the lateral movement of the cart when the vehicle traveling on the pair of left and right rails derails. In the cart lateral movement restricting device provided with a stopper that projects downward from an inner position from the wheel of the cart and slides against the inner surface of the derailment prevention guard during derailment to regulate the lateral movement of the cart. stopper inclined sliding contact portion having a sliding surface for sliding contact with the inner surface of the derailment prevention guard, in a direction leading end protruding respectively to the front and rear portions of the sliding contact portion is away from the inner surface of the derailment prevention guard and a guide portion having a guide slope base are continuous to the sliding contact surfaces, the top sides of the sliding contact portion, when the sliding surface is in sliding contact with the inner surface of the derailment prevention guard, the derailment-proof In sliding contact with the upper surface of the guard and a carriage supporting unit having a carriage support surface for regulating the downward movement of the carriage, the carriage supporting portion tip protrudes respectively the front and rear of該台wheel supporting portion and the The derailment prevention guard is provided with a downward guide portion that is inclined in a direction away from the upper surface of the derailment prevention guard and has a downward guide slope that is continuous with the carriage support surface .
また、前記ストッパが、前記摺接部及び前記ガイド部を有するストッパ本体と、該ストッパ本体の上部が上下位置調節可能に取り付けられるストッパ取付部材とで形成されていることを特徴としており、前記ストッパ取付部材の上部に、前記台車に設けられたストッパ取付部に取り付けられる台車取付部が設けられ、該台車取付部と前記ストッパ取付部とには、台車取付部をストッパ取付部に取り付けたときに互いに係合する凹凸係合部が設けられていることを特徴とし、特に、前記凹凸係合部が、前記ストッパ取付部と前記ストッパ取付部材の上部とのいずれか一方の両側面部に設けられた前後方向の凹溝と、いずれか他方の両側部から突出して前記凹溝に係合する凸部とであることを特徴としている。 The stopper is formed of a stopper main body having the sliding contact portion and the guide portion, and a stopper mounting member to which an upper portion of the stopper main body is attached so that the vertical position can be adjusted. At the upper part of the mounting member, there is provided a carriage attachment portion that is attached to a stopper attachment portion provided on the carriage, and when the carriage attachment portion is attached to the stopper attachment portion, the carriage attachment portion and the stopper attachment portion are provided. The concave and convex engaging portions that engage with each other are provided, and in particular, the concave and convex engaging portions are provided on either side surface portion of either the stopper mounting portion or the upper portion of the stopper mounting member. It is characterized by a groove in the front-rear direction and a protrusion that protrudes from either side of the other and engages with the groove.
さらに、前記ストッパ本体の上部とストッパ取付部材とは、前記ストッパ取付部材の枕木方向のストッパ本体取付面とストッパ本体の上部に設けられた当接面とを面接触させてストッパ本体の上部とストッパ取付部材とを前後に重ねた状態で、ストッパ本体取付面とストッパ本体の当接面とを貫通するボルトにより固定され、前記当接面における前記ボルトの上下方向位置は、脱線時にストッパ本体の下部に加わる前後方向の荷重によってボルトに作用する引張荷重が、前方向の荷重及び後方向の荷重に対して同じ引張荷重になる位置に設定されていることを特徴としている。 Further, the upper portion of the stopper body and the stopper mounting member are formed by bringing the stopper body mounting surface of the stopper mounting member in the sleeper direction and the contact surface provided on the upper portion of the stopper body into surface contact with each other. In the state where the mounting member is overlapped in the front-rear direction, it is fixed by a bolt that penetrates the stopper body mounting surface and the contact surface of the stopper body, and the vertical position of the bolt on the contact surface is the lower part of the stopper body at the time of derailment. It is characterized in that the tensile load acting on the bolt due to the longitudinal load applied to the bolt is set at a position where the tensile load is the same as the forward load and the backward load.
本発明の台車横移動規制装置によれば、脱線防止ガードの内側面に摺接する摺接面を有する摺接部の前部及び後部にそれぞれガイド斜面を有するガイド部を突出させているので、脱線防止ガードの継目で大きな衝撃を受けることがなくなり、台車や車体などを保護することができる。 According to the cart lateral movement restricting device of the present invention, the guide portions having the guide slopes are projected at the front portion and the rear portion of the sliding contact portion having the sliding contact surface that is in sliding contact with the inner surface of the derailment prevention guard. The joint of the prevention guard is not subjected to a large impact, and the cart or the car body can be protected.
まず、本形態例に示す台車11は、電動車用ボルスタレス台車であって、台車枠12の横梁12aには主電動機13が固定されており、主電動機13の回転力は、たわみ継手及び歯車装置を介して輪軸14及び車輪15に伝達される。また、台車枠の側梁12bの両端部には、輪軸14の両端部を支持するための軸箱支持装置や軸箱が設けられるとともにブレーキ装置が設けられている。台車枠12の上には、まくらばねを介して車体16が載置された状態になっており、台車11と車体16とは、駆動力や制動力を伝達するためのけん引装置17により連結されている。
First, a
前記けん引装置17は、車体16の台枠16a下部に設けられた車体側リンク受け18と、一方の横梁12aに設けられた台車側リンク受け19との間を1本のリンク20により連結した1本リンク式のものであって、リンク20の両端部はリング状に形成され、このリング状部に水平方向の軸部21を備えたゴムブッシュ22が嵌着され、ゴムブッシュ22の両側に突出した軸部21が両リンク受け18,19にボルト23によってそれぞれ固定されている。
The
そして、台車側リンク受け19には、下方に向かって突出するストッパ25が取り付けられている。このストッパ25は、ストッパ取付部となる台車側リンク受け19に固定されるストッパ取付部材26と、このストッパ取付部材26の下部に取り付けられるストッパ本体27とで形成されている。ストッパ取付部材26は、水平方向の基部26aの両側に取付腕26bを立設したU字状に形成されており、両取付腕26b間の距離は前記ゴムブッシュ22の幅寸法より僅かに広く形成されている。
A
また、台車取付部となる両取付腕26bの上部には、前記ボルト23を挿通するボルト孔26cが設けられるとともに、両取付腕26bの上部両側部には、台車側リンク受け19の両側面にそれぞれ設けられた前後方向の凹溝19bに係合する凸部26dが台車側リンク受け19の方向に突出した状態で設けられている。さらに、ストッパ取付部材26の基部26aの両側部分には、上下方向に長いボルト挿通用長孔26eが設けられるとともに、ストッパ本体取付側の面には、突出端面に凹凸係合部26fを有する角形のストッパ本体固定部26gが突設され、基部26a中央部のストッパ本体取付側の面には、上下方向の係合凹溝26hが設けられている。
In addition,
前記ストッパ本体27は、水平方向の基部27aの下部に、摺接部28と台車支持部29とを一体に設けたものであって、基部27a両端のストッパ取付部材26側の面には、前記凹凸係合部26fに係合する凹凸係合部27bが設けられ、前記ボルト挿通用長孔26eに対応した位置には、ストッパ本体27をストッパ取付部材26に取り付けるボルト30を挿通するためのボルト孔27cが設けられている。また、ストッパ本体27上部のストッパ取付部材26側の中央部には、前記係合凹溝26hに係合する上下方向の係合凸部27dが設けられている。
The stopper
ストッパ取付部材26の下部とストッパ本体27の上部とは、前記凹凸係合部26f,27bの凹凸面を所定の上下位置で当接させて係合させるとともに係合凹溝26hと係合凸部27dとを係合させ、ストッパ取付部材26の下部とストッパ本体27の上部とを前後に重ねた状態でボルト挿通用長孔26e及びボルト孔27cを貫通した前記ボルト30をナット30aに締結することによって固定される。
The lower portion of the
このストッパ取付部材26とストッパ本体27との固定状態におけるボルト30の上下方向位置は、ストッパ本体27の下部に設けた前記摺接部28及び前記台車支持部29に加わる前後方向の荷重によってボルト30に作用する引張荷重が、前方向の荷重及び後方向の荷重に対して同じ引張荷重になる位置に設定されている。
The vertical position of the
すなわち、図7において、車両が矢印A1方向に進行しているときに脱線した場合は、ストッパ本体27の下部(摺接部28及び台車支持部29)には、ストッパ本体27の前部から荷重P1が作用し、この荷重P1は、前記凹凸係合部26f,27bの当接面の下端B1を支点としてボルト30に引張荷重F1として作用する。一方、車両が矢印A2方向に進行しているときに脱線した場合は、ストッパ本体27の後部から荷重P2が作用し、この荷重P2は、前記凹凸係合部26f,27bの当接面の上端B2を支点としてボルト30に引張荷重F2として作用する。
That is, in FIG. 7, when derailment occurs while the vehicle is traveling in the direction of the arrow A <b> 1, a load is applied from the front of the stopper
前部から荷重P1が作用したときにボルト30に作用する引張荷重F1と、後部から荷重P2が作用したときにボルト30に作用する引張荷重F2とは、F1=(P1×D1)/L1、及び、F2=(P2×D2)/L2という式でそれぞれ求められる。なお、式中におけるL1はボルト30の中心線Cと当接面の下端B1との距離、L2はボルト30の中心線Cと当接面の上端B2との距離、D1は荷重P1,P2の作用点と当接面の下端B1との距離(中心線Cに直交する方向の距離)、D2は荷重P1,P2の作用点と当接面の上端B2との距離(中心線Cに直交する方向の距離)である。
The tensile load F1 acting on the
前後からの荷重P1,P2を車両の走行速度などの条件から同一とすれば、ボルト30に作用する引張荷重F1,F2を同じ値にするためには、(P1×D1)/L1=(P2×D2)/L2であればよく、P1=P2であるから、D1/L1=D2/L2とすればよいことになる。このようにして凹凸係合部26f,27bの当接面に対するボルト30の上下方向位置を設定することにより、車両の進行方向に関係なくボルト30に作用する引張荷重F1,F2を同じ値にすることができる。
If the loads P1 and P2 from the front and rear are made the same from the conditions such as the running speed of the vehicle, in order to make the tensile loads F1 and F2 acting on the
これにより、ボルト30の引張強度を最適化できるとともに、リンク20の軸部21及びストッパ25を台車側リンク受け19に固定するためのボルト23が破断する前に、ストッパ取付部材26にストッパ本体27を固定するためのボルト30が破断するように、両ボルト23,30の強度を設定することが可能となるので、脱線時に、万一ストッパ本体27に過大な前後荷重が入力された場合においても、ボルト23が破断して軸部21が台車側リンク受け19から脱落し、台車11と車体16とが分離することを確実に防止することができる。
Accordingly, the tensile strength of the
前記摺接部28は、左右のレール51,51の内側に沿って設けられた脱線防止ガード52の内側面52aに摺接する上下方向の摺接面28aを両側面に有するとともに、該摺接部28の前部及び後部にそれぞれ突出したガイド部31を有している。このガイド部31は、先端が脱線防止ガード52の内側面52aから次第に離れる方向に傾斜し、基部が前記摺接面28aに連続した横向きのガイド斜面31aを両側面前後部にそれぞれ有している。
The
また、前記台車支持部29は、前記摺接部28の上部両側部分に設けられるもので、前記摺接面28aが脱線防止ガード52の内側面52aに摺接したときに、脱線防止ガード52の上面52bに摺接して台車11の下方への移動を規制する台車支持面29aを有するとともに、該台車支持部29の前部及び後部にそれぞれ突出した下向きガイド部32を有している。この下向きガイド部32は、先端が脱線防止ガード52の上面52bから次第に離れる方向に傾斜し、基部が前記台車支持面29aに連続した下向きガイド斜面32aを下面前後部にそれぞれ有している。
The
このように形成されたストッパ25は、ストッパ取付部材26の凸部26dを台車側リンク受け19の凹溝19bに係合させた状態で、リンク20の軸部21と共にボルト23によって台車側リンク受け19に取り付けられ、台車11の車輪15より内側位置から下方に向かって突出した状態となる。
The
一方、軌道側においては、左右のレール51,51の内側に沿って前記脱線防止ガード52が設けられている。この脱線防止ガード52は、スラブ軌道のコンクリート路盤あるいはバラスト軌道の枕木53に取り付けられる固定部材54と、該固定部材54の上部に取り付けられたT字状のガード部材55とで形成されており、ガード部材55の高さはレール51の上面と面一か僅かに高くなるように設定されている。
On the other hand, on the track side, the
ガード部材55のレール側部分55aは、地震等の揺れで車輪15が浮き上がり、一方の車輪15のフランジ15aがレール51を乗り越えようとしたときに、他方の車輪15の内側面がレール側部分55aに摺接することにより、該他方の車輪15が軌道内側に脱線することを防止するとともに、一方の車輪15のフランジ15aがレール51を乗り越えるのを防止し、これによって車両の走行を妨げずにレール51から車輪15が外れることを防止するようにしている。
The rail-
軌道内側に位置する脱線防止ガード52の内側面52aは、大きな揺れで一方の車輪15のフランジ15aがレール51を乗り越え、他方の車輪15が脱線防止ガード52を乗り越えて脱線してしまったときに、この内側面52aに前記摺接部28の摺接面28aが摺接することにより、車両の走行を妨げずに台車11が脱線方向にそれ以上移動することを規制する。また、台車支持部29の台車支持面29aが脱線防止ガード52の上面52bに摺接することにより、車輪15のフランジ15aが枕木53や固定部材54に激しく衝突することを抑制する。さらに、ガイド部31の先端が固定部材54に激しく衝突することを回避する。また、摺接部28の摺接面28aが内側面52aに摺接することでガード部材55には、レール51の方向に倒れようとする力が作用するが、台車支持面29aが上面52bに摺接し、台車支持面29aがガード部材55の内側面52a側を下方に押圧した状態になることにより、ガード部材55がレール方向に倒れることを防止することができる。
The
また、ガイド斜面31aを有するガイド部31や下向きガイド斜面32aを有する下向きガイド部32を設けているので、ガード部材55の継目部分に目違いが生じていた場合でも、ガイド斜面31aや下向きガイド斜面32aによって摺接部28や台車支持部29が継目に衝突することを防止できるので、継目の目違い部分から大きな衝撃を受けることがなくなり、衝撃によってストッパ25が破損することを防止できるとともに、台車や車体などが破損することも防止することができる。
In addition, since the
さらに、摺接面28aが脱線防止ガード52の内側面52aに摺接することによってストッパ本体27には、水平方向の力や回転力が作用するが、係合凹溝26hと係合凸部27dとが係合し、凹凸係合部26f,27bが互いに係合した状態となっているので、ストッパ取付部材26とストッパ本体27とに位置ズレを生じたりすることがなく、ボルト30に剪断力が作用することもない。同様に、ストッパ25の上部では、凹溝19bと凸部26dとを係合させているので、台車側リンク受け19とストッパ取付部材26との位置ズレを防止することができ、ボルト23に剪断力が作用することがない。これにより、ボルト23,30を破断から保護することができる。
Further, when the
また、ストッパ取付部材26にボルト挿通用長孔26eを設けているので、ストッパ本体27の上下位置調整を容易に行うことができ、車輪15の削正によって車輪径が小さくなったときには、ストッパ取付部材26に対するストッパ本体27の取付位置を上方に変更することにより、ストッパ本体27が車両限界Lを超えて下方に突出することがなくなる。
In addition, since the
したがって、脱線した台車11の横移動が規制されるので、軌道外への脱線や車両の転覆を未然に防止することができ、脱線に起因する二次災害を防止できるとともに、ストッパ25だけでなく、台車11や車体16が衝撃によって損傷することを防止することができる。
Accordingly, since the lateral movement of the derailed
なお、ガイド斜面31a,32aの寸法、傾斜角度は、ガード部材55の目違いの状態、車両の速度などの条件に応じて適宜設定することができ、傾斜面の一部又は全体を円弧面や球面とすることもできる。また、ストッパ25の大きさ、特に摺接部28の横幅や脱線防止ガード52の内側面52aの位置は、前記特許文献1に記載されているように、複線部分を走行する列車の車体16同士の間隔の1/2程度に設定することが望ましい。さらに、脱線したときに、台車11に設けられている主電動機13などの下面が脱線防止ガード52やレール51の上面に摺接して台車11の下方への移動を規制できる場合は、台車支持部29を省略することができる。
The dimensions and inclination angles of the guide slopes 31a and 32a can be set as appropriate according to conditions such as the misalignment of the
図8はストッパの第2形態例を示している。なお、以下の説明において、各形態例に共通する構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。本形態例に示すストッパ41は、ストッパ本体42における摺接部28の上部両側に設けられる台車支持部29を、摺接部28から独立した状態で設けている。
FIG. 8 shows a second embodiment of the stopper. In the following description, the same reference numerals are given to components common to the respective embodiments, and detailed description thereof is omitted. The
図9及び図10はストッパの第3形態例を示すもので、本形態例に示すストッパ43は、ストッパ取付部材44の取付腕44aと台車側リンク受け45との対向面に凹凸係合部44b,45aをそれぞれ設け、この凹凸係合部44b,45aを互いに係合させることにより、ボルト23に剪断力が加わることを防止している。
9 and 10 show a third embodiment of the stopper, and the
図11はストッパの第4形態例を示すもので、本形態例に示すストッパ46は、前記第2形態例と同様に、ストッパ本体42における摺接部28の上部両側に設けられる台車支持部29を独立した状態で設けるとともに、前記第3形態例と同様に、ストッパ取付部材44の台車側リンク受け側の面に凹凸係合部44bをそれぞれ設けている。
FIG. 11 shows a fourth embodiment of the stopper, and the
11…台車、12…台車枠、12a…横梁、12b…側梁、13…主電動機、14…輪軸、15…車輪、15a…フランジ、16…車体、16a…台枠、17…けん引装置、18…車体側リンク受け、19…台車側リンク受け、19a…雌ネジ孔、19b…凹溝、20…リンク、21…軸部、21a…ボルト孔、22…ゴムブッシュ、23…ボルト、25…ストッパ、26…ストッパ取付部材、26a…基部、26b…取付腕、26c…ボルト孔、26d…凸部、26e…ボルト挿通用長孔、26f…凹凸係合部、26g…ストッパ本体固定部、26h…係合凹溝、27…ストッパ本体、27a…基部、27b…凹凸係合部、27c…ボルト孔、27d…係合凸部、28…摺接部、28a…摺接面、29…台車支持部、29a…台車支持面、30…ボルト、30a…ナット、31…ガイド部、31a…ガイド斜面、32…下向きガイド部、32a…下向きガイド斜面、51…レール、52…脱線防止ガード、52a…内側面、52b…上面、53…枕木、54…固定部材、55…ガード部材、55a…レール側部分
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